Thực đơn
trang chủẢnh và video

Điều này được cung cấp bởi một pin năng lượng mặt trời. Pin năng lượng mặt trời di động - đặc biệt dành cho khách du lịch. Nguyên lý hoạt động của tấm pin năng lượng mặt trời

Chúng đã trở nên phổ biến đến mức mỗi người dùng có thể đặt hàng các bộ phận cũng như lắp ráp và lắp đặt các tấm quang điện bằng tay của chính mình. Tất nhiên, vấn đề giá cả vẫn còn có liên quan, bởi các tấm pin mặt trời không phải là một lựa chọn rẻ tiền nhưng chúng thân thiện với môi trường. Và chi phí ngày càng rẻ hơn mỗi năm. Như vậy chắc hẳn ai cũng đã từng nảy ra ý tưởng sử dụng nguồn điện như vậy nhưng không phải ai cũng biết nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời.

Video về cách hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Để hiểu pin năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào, bạn cần hiểu nó bao gồm những gì. Thông thường, một nguồn năng lượng mặt trời bao gồm các bộ phận sau:

  • máy phát điện một chiều(còn gọi là tấm năng lượng mặt trời)
  • Ắc quy với điều khiển sạc và biến tần chuyển đổi dòng điện thành dòng điện xoay chiều
  • Đến lượt nó bảng điều khiển bao gồm các bộ chuyển đổi quang điện cái gì, đang nói bằng ngôn ngữ đơn giản, biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện. Thông thường đây là những loại pin silicon đa tinh thể hoặc đơn tinh thể. Sự khác biệt là ở hiệu quả và công nghệ sản xuất.

Nguyên lý hoạt động của nhà máy điện mặt trời là sự tương tác tuần tự của một số phần tử mạng thống nhất. Các phần tử được kết nối trong bảng điều khiển năng lượng mặt trời chuỗi và song song. Điều này được thực hiện để tăng công suất, điện áp và dòng điện. Ngoài ra, kết nối như vậy sẽ bảo vệ các phần còn lại của mạch trong trường hợp một phần tử bị hỏng.

  • Pin cũng được trang bị cái gọi là điốt. Nguyên lý hoạt động của các tấm pin mặt trời dựa trên các yếu tố này. Những điốt như vậy bảo vệ bảng điều khiển trong quá trình làm mờ một phần. Trong thời gian mất điện như vậy, pin không làm gián đoạn hoạt động của nó mà tạo ra ít năng lượng hơn một phần tư. Điểm mấu chốt là điốt ngăn pin mặt trời quá nóng, trong thời gian tối sẽ bắt đầu tiêu thụ điện thay vì tạo ra điện.
  • Hơn nữa Điện được lưu trữ trong pin. Và sau đó nó được gửi đến hệ thống. Tâm điểm là số lượng phần tử mắc song song và nối tiếp trong tấm pin mặt trời được tính toán sao cho điện áp cung cấp cho pin vượt quá điện áp của chính pin. Ngay cả khi tính đến việc rút tiền. Trong trường hợp này, dòng tải của pin năng lượng mặt trời phải cung cấp đủ dòng sạc. Tham số này phải được tính đến khi .
  • Khác yếu tố quan trọng trong hoạt động của các tấm pin mặt trời - sức mạnh hữu ích. Chính xác chỉ số này phản ánh hiệu quả chi phí của việc sử dụng cho người dùng. Công suất này được tính toán dựa trên điện áp và dòng điện đầu ra của hệ thống lắp đặt. Và các chỉ số này lần lượt phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào bảng điều khiển. Nhân tiện, cũng vậy nhiệt độ cao không hữu ích cho hoạt động của các tấm pin mặt trời. Thật vậy, với sức nóng dữ dội của mặt trời, cái gọi là lực điện động. Tuy nhiên, ánh sáng mặt trời càng sáng thì dòng điện cao hơnđang được sản xuất.

Bây giờ một số công thức về nguyên lý hoạt động của các tấm pin mặt trời.

Một tấm pin mặt trời hoạt động như thế nào? Ví dụ: pin năng lượng mặt trời được nối với tải có điện trở đo được (Rн). Do đó xuất hiện dòng điện trong mạch (TÔI). Đồng thời, chỉ số TÔIđược hình thành phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng của bộ chuyển đổi trong mạch, cường độ chiếu sáng và điện trở mặt trời. Tiếp theo chúng ta sẽ xem xét Un. Un- đây là điện áp được tạo ra ở các cực của tấm pin mặt trời. Kết quả là, biết các chỉ số này, chúng ta có thể tính toán công suất xuất hiện trong tải khi lắp đặt: Pn = InUn

Tuy nhiên, mỗi tấm pin đều có khả năng chống chịu tối ưu riêng và tùy thuộc vào mức độ hiệu quả.

  • Khi thời tiết nhiều mây, mức sạc pin sẽ giảm một cách tự nhiên do các tấm pin tạo ra ít điện hơn. Trong quá trình này, điện được nhận bởi người nhận. Nói cách khác, pin luôn hoạt động khi được sạc hoặc xả. Cơ chế tương tác này được điều khiển bởi bộ điều khiển.
  • Thông thường, hoạt động của pin trong mạch điện được thiết kế sao cho chúng rất Họ sạc nhanh tới 80-90% và sau đó phải mất một thời gian dài để thu hết số pin còn lại. Ngày nay, loại pin hiệu quả nhất để sử dụng trong hệ thống cung cấp năng lượng thay thế là pin gel. Những loại pin như vậy không cần bảo trì và không có điều kiện vận hành tốt. Trong trường hợp này, tuổi thọ sử dụng thường đạt tới 10 năm.

Bộ điều khiển, điện trở và biến tần

  • Bộ điều khiển cần thiết để kết nối pin với mạng. Nó kiểm soát phí.
  • Điện trở hấp thụ công suất phát điện dư thừa.
  • Biến tần cần thiết cho việc cung cấp bình thường cho mạng điện, trừ trường hợp cần cấp nguồn cho các máy thu hoạt động bằng điện áp một chiều thay vì điện áp xoay chiều.

Tất nhiên, thật khó để hiểu hết những điều phức tạp của công việc. Nhưng chúng tôi hy vọng bạn sẽ tìm thấy câu trả lời trên các trang trên trang web của chúng tôi. Công việc rõ ràng hơn pin mặt trời có thể được hiểu từ sơ đồ đồ họa.

Mỗi giây số lượng lớn Năng lượng mặt trời chạm tới bề mặt hành tinh của chúng ta, mang lại sự sống cho mọi sinh vật. Một thách thức xứng đáng cho những bộ óc ham học hỏi là một giải pháp có thể phục vụ nhu cầu của con người. Và những người đã phát minh ra thiết kế pin năng lượng mặt trời có khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện.

Sẽ dễ hiểu hơn về cách thức hoạt động của pin mặt trời bằng cách sử dụng ví dụ về thiết kế dựa trên silicon đơn tinh thể.

Hai lớp silicon có tính chất vật lý khác nhau tạo thành một tấm wafer mỏng. Lớp bên trong là silicon nguyên chất đơn tinh thể có độ dẫn điện loại p, được phủ bên ngoài một lớp silicon “bị ô nhiễm”. Ví dụ, đây có thể là một hỗn hợp phốt pho. Nó có độ dẫn điện loại n. Mặt sau của tấm được phủ một lớp kim loại liên tục.

Các tế bào quang điện được cố định trong khung để có thể thay thế nếu bị hỏng. Toàn bộ cấu trúc được bao phủ bằng kính cường lực hoặc nhựa, giúp bảo vệ nó khỏi tác động tiêu cực yếu tố bên ngoài.

Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Do dòng điện tích di chuyển ở ranh giới của lớp p và n, một vùng điện tích dương không bù được hình thành trong lớp n và một vùng điện tích âm được hình thành trong lớp p, tức là. được mọi người biết đến từ khóa học tiếp giáp p-n vật lý. Sự khác biệt tiềm năng phát sinh tại điểm nối, sự khác biệt tiềm năng tiếp xúc (rào cản tiềm năng), ngăn cản sự truyền qua của các electron từ lớp p, nhưng cho phép các hạt mang điện thiểu số đi qua theo hướng ngược lại, điều này có thể thu được ảnh- emf khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tế bào quang điện.

Khi được chiếu xạ bởi ánh sáng mặt trời, các photon bị hấp thụ bắt đầu tạo ra các cặp electron-lỗ trống không cân bằng. Các electron được tạo ra gần quá trình chuyển đổi sẽ di chuyển từ lớp p sang vùng n.

Theo cách tương tự, các lỗ thừa từ lớp n sẽ đi vào lớp p (Hình a). Hóa ra là điện tích dương tích tụ trong lớp p và điện tích âm tích lũy trong lớp n, gây ra điện áp trong mạch ngoài(Hình b). Nguồn dòng có hai cực: cực dương - lớp p và cực âm - lớp n.

Đây là nguyên lý hoạt động cơ bản của pin mặt trời. Do đó, các electron dường như đang chạy theo vòng tròn, tức là rời khỏi lớp p và quay trở lại lớp n, chuyển tải (pin).

Dòng quang điện trong phần tử tiếp giáp đơn chỉ được cung cấp bởi những electron có năng lượng cao hơn độ rộng của một vùng cấm nhất định. Những người có ít năng lượng hơn sẽ không tham gia vào quá trình này. Hạn chế này có thể được loại bỏ bằng các cấu trúc nhiều lớp bao gồm nhiều hơn một pin mặt trời, với các khoảng trống dải khác nhau. Chúng được gọi là tầng, đa điểm nối hoặc song song. Khả năng chuyển đổi quang điện của chúng cao hơn do thực tế là các pin mặt trời như vậy hoạt động với quang phổ mặt trời rộng hơn. Trong đó, các tế bào quang điện được định vị khi khoảng cách dải giảm. Các tia nắng mặt trời chiếu vào tế bào quang điện có diện tích rộng nhất trước tiên và các photon có năng lượng cao nhất sẽ bị hấp thụ.

Sau đó, các photon được truyền bởi lớp trên đạt tới phần tử tiếp theo vân vân. Trong lĩnh vực nguyên tố bậc thang, hướng nghiên cứu chính là sử dụng gali arsenua làm một hoặc nhiều thành phần. Những yếu tố như vậy có hiệu suất chuyển đổi là 35%. Các phần tử được kết nối vào pin, vì cần phải tạo ra một phần tử riêng biệt size lớn(và do đó quyền lực) không được phép bởi khả năng kỹ thuật.

Pin mặt trời có thể hoạt động trong thời gian dài. Họ đã chứng tỏ mình là người ổn định và nguồn đáng tin năng lượng, đã được thử nghiệm trong không gian, nơi mối nguy hiểm chính đối với chúng là bụi sao băng và bức xạ, dẫn đến sự ăn mòn của các nguyên tố silicon. Tuy nhiên, vì trên Trái đất, những yếu tố này không có tác động tiêu cực đến chúng nên có thể giả định rằng tuổi thọ sử dụng của các nguyên tố sẽ còn dài hơn nữa.

Các tấm pin mặt trời đã được con người sử dụng, đóng vai trò là nguồn năng lượng cho nhiều thiết bị khác nhau, từ điện thoại di động đến ô tô điện.

Và đây đã là nỗ lực thứ hai của con người nhằm khai thác nguồn năng lượng mặt trời vô tận, buộc nó phải hoạt động vì lợi ích của mình. Nỗ lực đầu tiên là tạo ra các bộ thu năng lượng mặt trời, trong đó điện được tạo ra bằng cách đun nóng nước đến nhiệt độ sôi với các tia mặt trời tập trung.

Ưu điểm của tấm pin mặt trời là chúng trực tiếp sản xuất điện, tổn thất năng lượng ít hơn nhiều so với các tấm thu năng lượng mặt trời nhiều tầng, trong đó quá trình thu được nó gắn liền với sự tập trung của tia nắng, làm nóng nước, giải phóng hơi nước làm quay tua bin hơi nước. , và chỉ sau đó việc tạo ra điện bằng máy phát điện. Các thông số chính của tấm pin mặt trời trước hết là công suất. Sau đó, điều quan trọng là họ có bao nhiêu năng lượng.

Thông số này phụ thuộc vào dung lượng của pin và số lượng của chúng. Tham số thứ ba là mức tiêu thụ điện năng cao nhất, nghĩa là số lượng thiết bị hoạt động đồng thời kết nối có thể thiết bị. Một lần nữa thông số quan trọng là điện áp danh định mà sự lựa chọn phụ thuộc vào thiết bị bổ sung: biến tần, tấm pin năng lượng mặt trời, bộ điều khiển, pin.

Các loại tấm pin mặt trời

Tất cả các tấm pin mặt trời thoạt nhìn có vẻ giống nhau - các phần tử được phủ kính tối màu với các dải kim loại dẫn dòng điện, được đặt trong khung nhôm.

Tuy nhiên, các tấm pin mặt trời được phân loại theo công suất điện mà chúng tạo ra, điều này phụ thuộc vào thiết kế và diện tích của tấm pin (chúng có thể là những tấm thu nhỏ có công suất lên đến 10 watt và những “tấm” rộng có công suất khoảng 10 watt). hai trăm watt trở lên).

Ngoài ra, chúng còn khác nhau về loại tế bào quang điện hình thành nên chúng: quang hóa, vô định hình, hữu cơ và cả những tế bào được tạo ra trên cơ sở chất bán dẫn silicon, có hệ số chuyển đổi quang điện cao hơn nhiều lần. Do đó, công suất lớn hơn (đặc biệt khi trời nắng). Đối thủ cạnh tranh với loại thứ hai có thể là pin năng lượng mặt trời dựa trên gali arsenide. Đó là, có năm loại tấm pin mặt trời trên thị trường hiện nay.

Chúng khác nhau về vật liệu được sử dụng để sản xuất:

1. Tấm pin làm bằng tế bào quang điện đa tinh thể, có màu xanh lam đặc trưng của tấm pin năng lượng mặt trời, cấu trúc tinh thể và hiệu suất 12-14%.

Bảng đa tinh thể

2. Các tấm làm từ các nguyên tố đơn tinh thể đắt hơn nhưng cũng hiệu quả hơn (hiệu suất - lên tới 16%).

3. Các tấm pin mặt trời làm bằng silicon vô định hình, có hiệu suất thấp nhất - 6-8%, nhưng chúng tạo ra năng lượng rẻ nhất.

4. Tấm cadmium Telluride, được tạo ra bằng công nghệ màng (hiệu suất - 11%).

Bảng điều khiển dựa trên cadmium Telluride

5. Cuối cùng, các tấm pin mặt trời dựa trên chất bán dẫn CIGS, bao gồm selen, indium, đồng, gali. Công nghệ sản xuất của họ cũng là phim, nhưng hiệu suất đạt tới 15%.

Ngoài ra, các tấm pin mặt trời có thể linh hoạt và di động.

Rất tiện lợi là những tấm linh hoạt có thể dễ dàng cuộn lại như giấy thông thường. Mặc dù giá thành của chúng cao hơn so với các đối tác thể rắn nhưng chúng đã chiếm được vị trí thích hợp trên thị trường. Chúng chủ yếu có nhu cầu trong số khách du lịch và những người đi du lịch, trong trường hợp không có điện khí hóa, cần sạc các thiết bị di động. Nhân tiện, nhà sản xuất pin linh hoạt chạy bằng năng lượng mặt trời chính là Sun Charger, gần đây đã cập nhật đội hình mô hình 34 W và 9 W.

Mẫu đầu tiên phù hợp để cấp nguồn cho máy tính bảng, điện thoại cầm tay, máy quay video, máy ảnh kĩ thuật số, GPS, pin gel 6 và 12 volt, tức là nó có thể đáp ứng nhu cầu của nhiều người trong một chuyến đi bộ đường dài.

SunCharger SC-9/14 - pin gập

Cô ấy ở dạng mở

Tính năng của pin: thiết kế gập nhỏ gọn, hoạt động ở nhiệt độ từ -50 đến +70 độ, chỉ nặng 420 gram, được trang bị lớp phủ chống phản chiếu, đèn LED tích hợp, khoen để buộc chặt. Giắc cắm đầu ra có dạng tròn (5,5 mm / 2,1 mm).

Đặc tính điện: làm việc điện áp đầu ra 13,5 V (tiêu chuẩn 12V), không tải – 19V; dòng điện đầu ra hoạt động – 0,65 A; kích thước khi gấp và mở ra - 20,5x15x3 cm và 50x41,5x0,4 cm; công suất đầu ra – 8,6 W.

Mẫu thứ hai SunCharger SC-34/18 cho đến nay là mẫu mạnh nhất trong dòng tấm pin mặt trời linh hoạt. Nó được phát triển đặc biệt cho các ổ đĩa phổ thông (máy tính xách tay), có đầu vào sạc thường là 17-19 volt. Công suất tối đa - 18V. Nó kết nối trực tiếp với các ổ đĩa, đảm bảo sự kết hợp hoàn hảo. Rõ ràng là nó cũng phù hợp với những người lái xe ít “háu ăn” hơn, bao gồm cả ắc quy axit chì 12 volt được sử dụng trên ô tô.

Mảng năng lượng mặt trời tạo ra điện áp 18V ở điểm công suất tối đa và được kết nối trực tiếp với các thiết bị lưu trữ này. Vì vậy, cô ấy “hoàn toàn” phù hợp với họ.

Đương nhiên, loại pin này cũng phù hợp để sạc cho những người tiêu dùng ít phàm ăn hơn. Như bạn đã biết, không bao giờ có đủ năng lượng. Và cũng lặng lẽ sạc 12 V pin axit chì, kể cả ô tô (sau vài giờ sạc, bạn đã có thể khởi động xe). Độ dày của nó là 4 cm (tức là nó đã lớn hơn một chút), nhưng hóa ra pin thậm chí còn nhỏ gọn hơn một chút so với pin 12 V thông thường.

Điều này đạt được nhờ vào loại vải mỏng hơn được sử dụng trong quá trình sản xuất và các tế bào quang điện nhiều lớp có diện tích lớn hơn.

Pin tương tự đã mở

Ngoài những tính năng đặc trưng của mẫu trước, ở đây ngoài đầu nối tròn còn có “mẹ” và “cha” ở đầu ra.

Đặc tính điện: công suất đầu ra, như được ghi rõ trên nhãn, 34 W; dòng điện đầu ra hoạt động – 1,9 A; kích thước 40x18x4 cm (gấp lại) và 40x18x4 cm (mở ra). Điện áp đầu ra – 18 V và 26 V (không tải). Trọng lượng tất nhiên là nhiều hơn - 1,7 kg.

Pin năng lượng mặt trời di động - đặc biệt dành cho khách du lịch

Mọi người ngày nay đều có thiết bị điện tử. Việc một số có ít hơn và một số có nhiều hơn không thành vấn đề. Tất cả chúng đều cần được tính phí và để làm được điều này, chúng ta cần thiết bị sạc. Nhưng vấn đề này đặc biệt nghiêm trọng đối với những người đang ở những nơi không có nguồn điện. Lối thoát duy nhất là các tấm pin mặt trời. Nhưng giá của chúng vẫn cao và sự lựa chọn vẫn còn ít. Sự lựa chọn tốt nhất, như người ta thường tin, là sản phẩm của công ty Goal Zero (mặc dù có cả sản phẩm của Nga và Trung Quốc - điều luôn làm dấy lên nghi ngờ).

Nhưng hóa ra không phải mọi thứ sản xuất tại Trung Quốc hay Hàn Quốc đều xấu. Đặc biệt hài lòng với pin năng lượng mặt trời là công ty YOLK ở Chicago, công ty đã bắt đầu sản xuất pin năng lượng mặt trời nhỏ gọn. Pin năng lượng mặt trời Giấy – mỏng nhất và nhẹ nhất. Trọng lượng của nó chỉ là 120 gram. Nhưng còn có những ưu điểm khác - thiết kế mô-đun cho phép bạn tăng sức mạnh. Pin năng lượng mặt trời trông giống như một chiếc hộp nhựa, có kích thước tương tự iPad, chỉ mỏng gấp đôi. Có một bảng điều khiển năng lượng mặt trời ở mặt trước của nó. Có một đầu ra cho máy tính xách tay trên vỏ và cổng USB và để kết nối các tấm pin mặt trời khác, cũng như đèn pin. Bên trong chiếc hộp thần kỳ này có pin và bảng điều khiển. Bạn có thể sạc thiết bị từ ổ cắm và đó có thể là điện thoại và hai máy tính xách tay cùng một lúc. Tất nhiên, thiết bị cũng được sạc từ mặt trời. Ngay khi có ánh sáng chiếu vào, đèn báo sẽ sáng lên. TRONG điều kiện đi bộ đường dài Bảng điều khiển năng lượng mặt trời đơn giản là không thể thay thế: nó sạc thành công mọi thứ thiết bị cần thiết– điện thoại nhanh hơn, máy tính xách tay.

Tấm pin mặt trời di động có kích thước nhỏ gọn: Chúng thậm chí còn có sẵn ở dạng móc khóa, có thể gắn vào bất cứ thứ gì. Chúng được phát triển để bạn có thể đưa chúng đi câu cá, đi bộ đường dài, v.v. Chúng chắc chắn có đèn pin để vào ban đêm bạn có thể chiếu sáng đường, lều, v.v., giá đỡ giúp bạn dễ dàng đặt chúng trên ba lô, thuyền kayak, lều . Điều rất quan trọng là thiết bị như vậy phải có pin tích hợp cho phép bạn sạc thiết bị vào ban đêm.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu để tăng hiệu suất nhưng cho đến nay các tấm pin mặt trời làm từ nguyên tố đơn tinh thể đang dẫn đầu về chỉ số này. Bao gồm nhiều lớp, các tấm đơn tinh thể được thiết kế sao cho một trong các lớp hấp thụ năng lượng xanh, lớp kia - màu đỏ và lớp thứ ba - xanh lam. Tuy nhiên, giá thành của những tấm như vậy rất cao.

Như bạn đã biết, pin năng lượng mặt trời bao gồm một số bộ phận cần thiết. Cơ sở của nó, giống như động cơ của một chiếc ô tô hay trái tim của con người, là một tấm pin mặt trời - một hộp hình chữ nhật trong suốt với các hình vuông màu tối được cắt mỏng bằng silicon bên trong. Silicon được sử dụng trong sản xuất, hay đúng hơn là oxit của nó (một hợp chất với oxy), là nguyên tố chính trong sản xuất pin mặt trời.

Các công nghệ sản xuất tấm pin mặt trời liên tục được cải tiến và bao gồm nhiều giai đoạn.

  • Ở giai đoạn đầu tiên, nguyên liệu thô được chuẩn bị: cát thạch anh được làm sạch bằng cách nung nó với than cốc. Kết quả là nó được giải phóng khỏi oxy, biến thành những mảnh silicon nguyên chất, phần nào gợi nhớ đến than đá. Sau đó, các tinh thể được phát triển từ nó - nền tảng của các tấm pin mặt trời, sắp xếp cấu trúc của silicon. Để làm điều này, silicon nguyên chất được hạ xuống nồi nấu kim loại và đun nóng đến nhiệt độ cao, thêm một hạt giống vào dung nham nóng chảy. Bạn có thể so sánh nó với một mẫu tinh thể trong tương lai, xung quanh đó silicon có cấu trúc có trật tự phát triển từng lớp một. Sau vài giờ tăng trưởng, thu được một tinh thể monosilicon (hoặc silicon đa tinh thể, quy trình sản xuất loại này đắt hơn, ảnh hưởng đến giá của các tấm pin mặt trời làm từ nó), giống như một cột băng lớn. Sau đó phôi hình trụ được chuyển thành hình song song. Sau đó, phôi được cắt thành các tấm có độ dày 100-200 micron (độ dày bằng ba sợi tóc người), chúng được kiểm tra, phân loại và gửi đến giai đoạn xử lý tiếp theo.
  • Ở giai đoạn thứ hai tấmđược hàn thành từng phần, từ đó các khối được tạo thành trên kính để loại bỏ khả năng tác động cơ học lên pin mặt trời thành phẩm. Các phần thường bao gồm 9-10 pin mặt trời, các khối gồm 4-6 phần.
  • Giai đoạn thứ ba bao gồm các tấm cán được hàn thành khối bằng màng ethylene vinyl acetate, sau đó là lớp phủ bảo vệ, được thực hiện bằng máy tính theo dõi áp suất, chân không và nhiệt độ.
  • Giai đoạn thứ tư là cuối cùng. Trong quá trình này, hộp kết nối và khung nhôm được lắp đặt. Thử nghiệm được thực hiện lại, trong đó đo điện áp mạch hở, dòng điện ngắn mạch, điện áp và dòng điện của điểm điện dung tối đa.

Dẫn đầu trong số các doanh nghiệp sản xuất tấm pin mặt trời là các quốc gia sau: Trung Quốc (các công ty Trina Solar, Yingli, Suntech), Nhật Bản (Sharp Solar) và Hoa Kỳ (First Solar), không chỉ sản xuất chúng mà còn tham gia thiết kế các trạm năng lượng mặt trời và xây dựng chúng. Nhà máy năng lượng mặt trời mạnh nhất thế giới, Agua Caliente ở Arizona, là công trình của công ty này. Việc xây dựng nhà máy điện mặt trời lớn nhất "Perovo" ở Ukraine được thực hiện bởi một công ty của Áo (Activ Solar).

Pin năng lượng mặt trời giá bao nhiêu?

Bán tấm pin mặt trời là một công việc kinh doanh có lợi nhuận và đầy hứa hẹn. Khối lượng bán hàng tăng hàng năm. Vị trí đầu tiên về doanh số - nhà sản xuất Trung Quốc, sản phẩm của họ được đặc trưng bởi chi phí thấp. Tình trạng này đã dẫn đến sự phá sản của các thương hiệu lớn của Đức, có giá đắt gấp đôi tấm pin mặt trời của Trung Quốc.

Chi phí của các tấm pin mặt trời phụ thuộc vào nhà sản xuất và nguồn điện, và có phạm vi rất lớn - từ 1800 UAH. lên tới 9000 UAH (đối với Ukraina), từ 5 nghìn rúp đến 30 nghìn (Cho nước Nga). Giá thành của những cục pin SunCharger SC-9/14 và SunCharger SC-34/18 này cũng cao (bạn phải bỏ tiền ra mua) đặc điểm tuyệt vời). Số tiền tương ứng 6100 và 20700 rúp. Tuy nhiên, so với pin linh hoạt AcmePower 32 W, mức giá của nó là 27 nghìn rúp, pin này rẻ hơn nhiều.


Những người muốn tiết kiệm tiền có thể mua pin gấp tinh thể năng lượng mặt trời với mức giá rẻ hơn 2,5 lần.

kết luận

Những ý tưởng tuyệt vời đang dần trở thành hiện thực. Ví dụ, chúng ta hãy nhớ lại một chiếc máy tính vi mô dựa trên tế bào quang điện, thứ từng có vẻ như là một sự tò mò cho phép bạn không cần thay pin trong nhiều năm. Phát minh của những năm gần đây là điện thoại di động có tích hợp tấm pin mặt trời, ô tô và máy bay di chuyển nhờ cùng một nguồn năng lượng mặt trời. Trong tương lai, các tấm pin mặt trời chắc chắn sẽ trở thành nguồn năng lượng chính, cuối cùng sẽ “chữa khỏi” mọi tiện ích khỏi “nghiện ổ cắm” và mang lại cho nhân loại nguồn năng lượng giá rẻ.

Ứng dụng của tấm pin mặt trời

Sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra các nhà máy điện mặt trời là nguồn điện mang lại lợi nhuận rất cao và không quá tốn kém. Pin năng lượng mặt trời được sử dụng rộng rãi không chỉ trong công nghiệp, các ngành công nghiệp khác mà còn phục vụ cho nhu cầu cá nhân.

Theo thời gian, các tấm pin mặt trời trở nên rẻ hơn và chỉ thế thôi số lớn hơn mọi người thu thập chúng và sử dụng chúng như một nguồn năng lượng thay thế. Máy tính điện, radio và đèn pin chạy bằng pin được sạc lại từ tấm pin mặt trời.

Có cả tiếng Hàn nữa điện thoại di động, có thể được sạc từ các tấm pin mặt trời. Các trạm điện di động nhỏ dựa trên các tấm pin mặt trời đã xuất hiện, được khách du lịch, ngư dân và thợ săn sử dụng. Ngày nay, bạn sẽ không làm ai ngạc nhiên với một chiếc ô tô có tấm pin mặt trời trên mái.

Các tấm pin mặt trời hoạt động như thế nào

Một tấm pin mặt trời bao gồm nhiều tế bào quang điện, khi được chiếu sáng bởi ánh sáng mặt trời sẽ tạo ra sự khác biệt tiềm năng. Bây giờ, bằng cách mắc nối tiếp các tế bào quang điện này, chúng ta sẽ tăng điện áp DC và bằng cách mắc song song, chúng ta sẽ tăng dòng điện.

Lắp đặt các tấm pin mặt trời

Nghĩa là, bằng cách kết nối các tế bào quang điện nối tiếp - song song, chúng ta có thể đạt được năng lượng cao bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Ngoài ra, pin có thể được lắp ráp song song và nối tiếp trong một mô-đun và đạt được tăng đáng kểđiện áp, dòng điện và công suất của một mô-đun như vậy.

Nguyên lý hoạt động của tấm pin năng lượng mặt trời

Ngoài tấm pin năng lượng mặt trời, mạch còn có các thiết bị cần thiết như điều khiển sạc pin, biến tần có chức năng chuyển đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều ổn định cho người tiêu dùng điện. Pin được thiết kế để lưu trữ điện.

Pin mặt trời hoạt động như thế nào?

Becquerel còn chứng minh rằng năng lượng mặt trời có thể chuyển hóa thành điện năng bằng cách chiếu sáng các chất bán dẫn đặc biệt. Sau đó, những chất bán dẫn này bắt đầu được gọi là tế bào quang điện. Một tế bào quang điện bao gồm hai lớp bán dẫn có độ dẫn điện khác nhau. Các điểm tiếp xúc được hàn vào các chất bán dẫn này ở cả hai phía để kết nối với mạch điện. Lớp bán dẫn có độ dẫn n là cực âm, lớp có độ dẫn p là cực dương.

Độ dẫn n được gọi là độ dẫn điện và lớp p được gọi là độ dẫn lỗ. Do sự chuyển động của các “lỗ” trên lớp p trong quá trình chiếu sáng, dòng điện được tạo ra. Trạng thái của một nguyên tử bị mất electron được gọi là “lỗ trống”. Do đó, electron di chuyển dọc theo các “lỗ” và tạo ra ảo giác về các “lỗ” đang chuyển động.

Trên thực tế, các “lỗ” không di chuyển. Ranh giới tiếp xúc của các dây dẫn có độ dẫn khác nhau được gọi là tiếp giáp p-n om Một chất tương tự của một diode được tạo ra, tạo ra sự khác biệt tiềm năng khi được chiếu sáng. Khi độ dẫn điện được chiếu sáng, các electron, nhận thêm năng lượng, bắt đầu xuyên qua rào cản p-n chuyển tiếp.

Số lượng electron và “lỗ trống” thay đổi dẫn đến sự chênh lệch điện thế và khi đóng mạch, một dòng điện sẽ xuất hiện. Độ lớn của sự chênh lệch điện thế phụ thuộc vào kích thước của tế bào quang điện, cường độ ánh sáng và nhiệt độ. Thành phần chính của tế bào quang điện đầu tiên là silicon. Tuy nhiên độ tinh khiết cao Silicon rất khó kiếm và không hề rẻ.

Khi độ dẫn n được chiếu sáng, các electron, nhận thêm năng lượng, bắt đầu xuyên qua hàng rào tiếp giáp pn. Số lượng electron và “lỗ trống” thay đổi dẫn đến hiệu điện thế, khi đóng mạch sẽ xuất hiện dòng điện

Vì vậy, hiện nay họ đang tìm kiếm một chất thay thế cho silicon. Trong những phát triển mới, silic được thay thế bằng polyme đa lớp có hiệu quả cao lên đến 30%. Nhưng những tấm pin mặt trời như vậy rất đắt tiền và chưa có trên thị trường. Hiệu suất năng lượng mặt trời Tuổi thọ pin có thể tăng lên nếu bạn lắp đặt chúng ở phía nam và ở góc ít nhất 30 độ.

Nên sử dụng thiết bị theo dõi ánh nắng mặt trời. Thiết bị này di chuyển các tấm pin để chúng nhận được ánh sáng tối đa có thể từ tia nắng mặt trời từ lúc bình minh đến lúc hoàng hôn. Đồng thời, hiệu suất của các tấm pin mặt trời tăng lên khá đáng kể.

Mặt trời là nguồn năng lượng vô tận. Nó có thể được sử dụng bằng cách đốt cây hoặc đun nóng nước trong máy sưởi năng lượng mặt trời, chuyển nhiệt sinh ra thành điện năng. Nhưng có những thiết bị chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng trực tiếp. Đây là những tấm pin mặt trời.

Phạm vi ứng dụng

Có ba lĩnh vực sử dụng năng lượng mặt trời:

  • Tiết kiệm năng lượng. Các tấm pin mặt trời cho phép bạn từ bỏ việc cung cấp điện tập trung hoặc giảm mức tiêu thụ, cũng như bán lượng điện dư thừa cho công ty cung cấp điện.
  • Cung cấp điện cho các cơ sở không thể kết nối đường dây điện hoặc không mang lại lợi ích kinh tế. Đây có thể là một ngôi nhà nghỉ mùa hè hoặc một nhà nghỉ săn bắn nằm cách xa đường dây điện. Những thiết bị như vậy cũng được sử dụng để cấp điện cho đèn ở những khu vực hẻo lánh trong vườn hoặc bến xe buýt.
  • Cung cấp năng lượng cho thiết bị di động và cầm tay. Khi đi bộ đường dài, câu cá và các hoạt động tương tự khác, cần phải sạc điện thoại, máy ảnh và các thiết bị khác. Pin mặt trời cũng được sử dụng cho việc này.
Tấm pin mặt trời thuận tiện sử dụng ở những nơi không thể cung cấp điện

Nguyên lý hoạt động

Các phần tử pin mặt trời là các tấm silicon dày 0,3 mm. Ở phía có ánh sáng chiếu vào, boron được thêm vào đĩa. Điều này dẫn đến sự xuất hiện dư thừa số lượng electron tự do. Phốt pho được thêm vào mặt trái, dẫn đến hình thành các “lỗ”. Ranh giới giữa chúng được gọi là điểm nối p-n. Khi ánh sáng chiếu vào tấm, nó sẽ “đánh bật” các electron mặt trái. Đây là cách một sự khác biệt tiềm năng xuất hiện. Bất kể kích thước của phần tử, một tế bào sẽ tạo ra điện áp 0,7 V. Để tăng điện áp, chúng được mắc nối tiếp và để tăng dòng điện - song song.

Ý kiến ​​chuyên gia

Alexey Bartosh

Chuyên sửa chữa, bảo trì các thiết bị điện, điện tử công nghiệp.

Đặt câu hỏi cho chuyên gia

Trong một số thiết kế, để tăng sức mạnh, các thấu kính đã được lắp phía trên các bộ phận hoặc sử dụng hệ thống gương. Với chi phí pin giảm, các thiết bị như vậy đã trở nên lỗi thời.

Hiệu suất tối đa của tấm nền và do đó là công suất đạt được khi ánh sáng chiếu vào một góc 90 độ. Ở một số thiết bị cố định, pin quay theo hướng mặt trời, nhưng điều này làm tăng giá thành lên rất nhiều và khiến thiết kế trở nên nặng nề hơn.


 Nguyên lý hoạt động của pin năng lượng mặt trời

Ưu và nhược điểm của việc sử dụng pin

Tấm pin năng lượng mặt trời cũng giống như bất kỳ thiết bị nào, đều có những ưu điểm và nhược điểm liên quan đến nguyên lý hoạt động và tính năng thiết kế.

Ưu điểm của tấm pin mặt trời:

  • Quyền tự trị. Cho phép bạn cung cấp điện cho các tòa nhà hoặc đèn ở xa và làm việc thiêt bị di động trong điều kiện đi bộ đường dài.
  • Tiết kiệm. Ánh sáng từ mặt trời được sử dụng để tạo ra điện mà bạn không phải trả tiền. Do đó, các hệ thống PV (hệ thống quang điện) sẽ tự trả phí sau 10 năm, tức là ít hơn tuổi thọ sử dụng trên 30. Hơn nữa, 25–30 năm là thời hạn bảo lãnh, và nhà máy quang điện sẽ tiếp tục hoạt động sau đó, mang lại lợi nhuận cho chủ sở hữu. Tất nhiên, cần phải tính đến việc thay thế bộ biến tần và pin định kỳ, nhưng việc sử dụng nhà máy điện như vậy vẫn giúp tiết kiệm tiền.
  • Thân thiện với môi trường. Trong quá trình vận hành, các thiết bị không gây ô nhiễm môi trường và không gây tiếng ồn, không giống như các nhà máy điện hoạt động bằng các loại nhiên liệu khác.

Ngoài những ưu điểm, FES còn có những nhược điểm:

  • Giá cao. Một hệ thống như vậy khá đắt tiền, đặc biệt khi xét đến giá của pin và bộ biến tần.
  • Thời gian hoàn vốn dài. Số tiền đầu tư vào một nhà máy quang điện sẽ chỉ được hoàn trả sau 10 năm. Con số này nhiều hơn phần lớn các khoản đầu tư khác.
  • Hệ thống quang điện chiếm nhiều không gian - toàn bộ mái và tường của một tòa nhà. Điều này vi phạm thiết kế của cấu trúc. Ngoài ra, pin dung lượng cao chiếm toàn bộ căn phòng.
  • Phát điện không đồng đều. Công suất của thiết bị phụ thuộc vào thời tiết và thời gian trong ngày. Điều này được bù đắp bằng cách lắp pin hoặc kết nối hệ thống với mạng. Điều này cho phép bạn bán lượng điện dư thừa cho công ty điện lực vào ban ngày và ngược lại, kết nối thiết bị với nguồn điện tập trung vào ban đêm.

Thông số kỹ thuật: những gì cần tìm

Thông số chính của hệ thống tế bào quang điện là nguồn điện. Điện áp của hệ thống lắp đặt như vậy đạt mức tối đa trong ánh sáng rực rỡ và phụ thuộc vào số lượng phần tử được kết nối nối tiếp, trong hầu hết tất cả các thiết kế là 36. Công suất phụ thuộc vào diện tích của một phần tử và số lượng chuỗi 36 phần được kết nối song song.

Ngoài bản thân pin, điều quan trọng là phải chọn bộ điều khiển sạc pin và bộ biến tần chuyển đổi sạc pin thành điện áp nguồn, cũng như chính các tấm pin.

Pin có dòng sạc cho phép không được vượt quá, nếu không hệ thống sẽ hỏng. Biết được điện áp của pin, bạn có thể dễ dàng xác định nguồn điện cần thiết để sạc. Cô ấy phải là thêm sức mạnh nhà máy điện mặt trời, nếu không vào ngày nắng, một phần năng lượng sẽ không được sử dụng.

Bộ điều khiển cung cấp điện cho pin và cũng phải có nguồn điện để sử dụng hết năng lượng mặt trời.

Thiết bị nhận năng lượng từ nhà máy điện mặt trời được kết nối với biến tần nên công suất của nó phải tương ứng với tổng công suất của các thiết bị điện.

Các loại tấm pin mặt trời

Ngoài kích thước và công suất, các tấm pin này còn khác nhau ở cách các thành phần riêng lẻ được chế tạo từ silicon.


 Vẻ bề ngoài tấm đơn tinh thể và đa tinh thể

Nguyên tố silicon đơn tinh thể

Pin mặt trời làm bằng silicon đơn tinh thể có hình vuông với góc tròn. Điều này là do công nghệ sản xuất:

  • một tinh thể hình trụ được làm từ silicon nóng chảy có độ tinh khiết cao;
  • sau khi làm mát, các cạnh của hình trụ được cắt bỏ và đế hình tròn có dạng hình vuông với các góc tròn;
  • khối kết quả được cắt thành tấm dày 0,3 mm;
  • boron và phốt pho được thêm vào các tấm và các dải tiếp xúc được dán vào chúng;
  • Một tế bào pin được lắp ráp từ các bộ phận làm sẵn.

Tế bào đã hoàn thiện được cố định vào đế và được phủ bằng kính truyền tia cực tím hoặc được ép nhiều lớp.

Các thiết bị như vậy được đặc trưng bởi hiệu quả và độ tin cậy cao nhất, do đó chúng được lắp đặt trong địa điểm quan trọng, ví dụ, trong tàu vũ trụ.

Tế bào quang điện silicon đa tinh thể

Ngoài các nguyên tố tinh thể rắn, còn có các thiết bị trong đó pin mặt trời được làm từ silicon đa tinh thể. Công nghệ sản xuất tương tự. Sự khác biệt chính là thay vì một tinh thể hình tròn người ta sử dụng khối hình chữ nhật gồm số lượng lớn tinh thể nhỏ có hình dạng và kích cỡ khác nhau. Do đó, các phần tử có hình chữ nhật hoặc hình vuông.

Chất thải từ quá trình sản xuất vi mạch và tế bào quang điện được lấy làm nguyên liệu thô. Điều này làm giảm giá thành của thành phẩm nhưng làm giảm chất lượng của nó. Những thiết bị như vậy có hiệu suất thấp hơn - trung bình là 18% so với 20–22% đối với pin đơn tinh thể. Tuy nhiên, vấn đề lựa chọn khá phức tạp. bạn nhà sản xuất khác nhau giá một kilowatt điện cho các tấm đơn tinh thể và đa tinh thể có thể giống nhau hoặc có lợi cho bất kỳ loại thiết bị nào.

Tế bào quang điện silicon vô định hình

TRONG những năm trước Pin dẻo, nhẹ hơn pin cứng, đã trở nên phổ biến. Công nghệ sản xuất của họ khác với công nghệ sản xuất các tấm đơn tinh thể và đa tinh thể - các lớp silicon mỏng có chất phụ gia được phun lên một lớp nền dẻo, thường là tấm thép, cho đến khi đạt được độ dày yêu cầu. Sau đó, các tấm được cắt, các dải dẫn điện được dán vào chúng và toàn bộ cấu trúc được dát lớp.


 Pin mặt trời silic vô định hình

Hiệu suất của loại pin này thấp hơn khoảng 2 lần so với cấu trúc cứng, tuy nhiên, chúng nhẹ hơn và bền hơn do có thể uốn cong.

Những thiết bị như vậy đắt hơn những thiết bị thông thường, nhưng không có giải pháp thay thế chúng trong điều kiện cắm trại, khi độ nhẹ và độ tin cậy là quan trọng hàng đầu. Các tấm pin có thể được khâu vào lều hoặc ba lô và sạc pin khi di chuyển. Khi gấp lại, những thiết bị này giống như một cuốn sách hoặc một bản vẽ cuộn lại và có thể đặt trong một chiếc hộp giống như một cái ống.

Ngoài việc sạc các thiết bị di động khi đang di chuyển, các tấm linh hoạt còn được lắp đặt trên ô tô điện và máy bay điện. Trên mái nhà, các thiết bị như vậy đi theo các đường cong của ngói và nếu kính được sử dụng làm đế, nó sẽ có vẻ ngoài nhuốm màu và có thể lắp vào cửa sổ ngôi nhà hoặc nhà kính.

Bộ điều khiển sạc cho tấm pin mặt trời

bạn kết nối trực tiếp tấm pin có nhược điểm:

  • Pin có điện áp danh định 12 V sẽ chỉ sạc khi điện áp ở đầu ra của tế bào quang điện đạt 14,4 V, gần mức tối đa. Điều này có nghĩa là một phần thời gian pin sẽ không được sạc.
  • Điện áp tối đa của tế bào quang điện là 18 V. Ở điện áp này, dòng sạc pin sẽ quá cao và chúng sẽ nhanh chóng bị hỏng.

Để tránh những vấn đề này, cần phải lắp đặt bộ điều khiển sạc. Các thiết kế phổ biến nhất làPWM và MPRT.

Bộ điều khiển sạc PLC

Hoạt động của bộ điều khiểnPWM ( điều chế độ rộng xung- Tiếng Anh điều chế độ rộng xung (PWM) duy trì điện áp đầu ra không đổi. Điều này cung cấp mức độ tối đa sạc pin và bảo vệ khỏi quá nhiệt trong quá trình sạc.

Bộ điều khiển sạc MPPT

Bộ điều khiển MPPT (Tối đa điểm mạnh theo dõi - theo dõi điểm công suất tối đa) cung cấp giá trị điện áp và dòng điện đầu ra như vậy cho phép bạn tối đa hóa tiềm năng của pin mặt trời, bất kể độ sáng của ánh sáng mặt trời. Tại giảm độ sáng sáng, nó sẽ tăng điện áp đầu ra lên mức cần thiết để sạc pin.

Hệ thống như vậy được tìm thấy trong tất cả các bộ biến tần và bộ điều khiển sạc hiện đại.

Các loại pin được sử dụng trong pin


 Các loại khác nhau pin có thể được sử dụng cho tấm pin mặt trời

Pin là thành phần quan trọng trong hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời 24/24 cho một ngôi nhà.

Những thiết bị như vậy sử dụng các loại sau pin:

  • khởi đầu;
  • gel;
  • ắc quy AGM;
  • pin bị ngập nước (OPZS) và pin bịt kín (OPZV).

Các loại pin khác, chẳng hạn như pin kiềm hoặc lithium, đắt tiền và hiếm khi được sử dụng.

Tất cả các loại thiết bị này phải hoạt động ở nhiệt độ từ +15 đến +30 độ.

Pin khởi động

Loại pin phổ biến nhất. Chúng rẻ nhưng có dòng điện tự phóng cao. Vì vậy, sau một vài ngày nhiều mây, pin sẽ bị xả ngay cả khi không tải.

Nhược điểm của các thiết bị như vậy là khí thoát ra trong quá trình hoạt động. Vì vậy, chúng phải được lắp đặt ở khu vực không có dân cư, thông thoáng.

Ngoài ra, tuổi thọ của loại pin này lên tới 1,5 năm, đặc biệt với nhiều chu kỳ sạc-xả. Vì vậy, về lâu dài, những thiết bị này sẽ đắt nhất.

Pin gel

Pin gel là sản phẩm không cần bảo trì. Không có khí thải trong quá trình hoạt động nên chúng có thể được lắp đặt trong phòng khách và các phòng không có hệ thống thông gió.

Các thiết bị như vậy cung cấp dòng điện đầu ra cao, có điện dung cao và dòng điện tự phóng điện thấp.

Việc thiếu các thiết bị như vậy ở giá cao và thời gian sử dụng ngắn.

ắc quy AGM

Những loại pin này có tuổi thọ ngắn, tuy nhiên chúng có nhiều ưu điểm:

  • không phát thải khí trong quá trình hoạt động;
  • Kích cỡ nhỏ;
  • một số lượng lớn (khoảng 600) chu kỳ sạc-xả;
  • sạc nhanh (lên đến 8 giờ);
  • hoạt động tốt ngay cả khi chưa được sạc đầy.

 Pin AGM từ bên trong

Pin bị ngập nước (OPZS) và bịt kín (OPZV)

Những thiết bị như vậy là đáng tin cậy nhất và có tuổi thọ dài nhất. Họ có dòng điện thấp tự phóng điện và cường độ năng lượng cao.

Những đặc tính này làm cho những thiết bị như vậy trở nên phổ biến nhất để lắp đặt trong các hệ thống tế bào quang điện.

Làm thế nào để xác định kích thước và số lượng tế bào quang điện?

Kích thước và số lượng tế bào quang điện cần thiết phụ thuộc vào điện áp, dòng điện và năng lượng được lấy từ pin. Điện áp của một phần tử vào ngày nắng là 0,5 V. Khi trời nhiều mây thì điện áp này thấp hơn nhiều. Do đó, để sạc pin 12 V, 36 tế bào quang điện được mắc nối tiếp. Theo đó, pin 24 V cần 72 cell, v.v. Tổng số của chúng phụ thuộc vào diện tích của một phần tử và công suất cần thiết.

Một mét vuông Diện tích pin, tính đến hiệu suất, có thể tạo ra khoảng 150 W. Chính xác hơn, nó có thể được xác định từ các sách tham khảo khí tượng cho thấy lượng bức xạ mặt trời tại nơi lắp đặt nhà máy điện mặt trời hoặc trên Internet. Hiệu quả của thiết bị được ghi trong hộ chiếu.

Khi chế tạo quang điện bằng tay của chính bạn khối lượng bắt buộc các yếu tố được xác định bởi sức mạnh của một yếu tố trong khí hậu nhất định, có tính đến hiệu quả.


 Việc tính toán số lượng tấm pin mặt trời dựa trên điện cần thiết

Hiệu quả của tấm pin mặt trời vào mùa đông

Mặc dù thực tế là mặt trời mọc thấp hơn vào mùa đông nhưng luồng ánh sáng lại giảm nhẹ, đặc biệt là sau khi tuyết rơi.

Có ba lý do chính khiến pin mặt trời kém hiệu quả hơn trong mùa đông:

  • Góc tới của tia sáng thay đổi. Để duy trì nguồn điện, góc của pin phải được thay đổi ít nhất mỗi mùa một lần và tốt nhất là hàng tháng.
  • Tuyết, đặc biệt là tuyết ướt, bám vào bề mặt thiết bị. Nó phải được loại bỏ ngay sau khi rơi ra ngoài.
  • Vào mùa đông, thời gian ban ngày ít hơn và ngày nhiều mây hơn. Không thể thay đổi điều này, vì vậy bạn phải tính toán năng lượng pin dựa trên mức tối thiểu của mùa đông.

Quy tắc cài đặt

Công suất tối đa của bảng điều khiển đạt được ở vị trí mà tia nắng mặt trời rơi vuông góc. Điều này phải được tính đến trong quá trình cài đặt. Điều quan trọng là phải xem xét thời điểm nào trong ngày có mây ít nhất. Nếu góc của mái và vị trí của nó không đáp ứng yêu cầu thì có thể khắc phục bằng cách điều chỉnh chân đế.

Giữa pin và mái nhà phải có khoảng cách không khí từ 15–20 cm. Điều này là cần thiết để cho phép mưa chảy qua và tránh quá nóng.

Các tế bào quang điện không hoạt động tốt trong bóng râm, vì vậy bạn nên tránh đặt chúng trong bóng râm của các tòa nhà hoặc cây cối.

Các nhà máy điện làm từ tế bào quang điện mặt trời là nguồn năng lượng hứa hẹn thân thiện với môi trường. Việc sử dụng rộng rãi chúng sẽ giải quyết được vấn đề thiếu năng lượng, ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính.

Ngày nay, hầu hết mọi người đều có thể sưu tầm và có cho riêng mình nguồn điện độc lập sử dụng tấm pin mặt trời(trong tài liệu khoa học chúng được gọi là tấm quang điện).

Theo thời gian, thiết bị đắt tiền sẽ được bù đắp bằng cơ hội nhận được điện miễn phí. Điều quan trọng là các tấm pin mặt trời là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường. Trong những năm gần đây, giá các tấm quang điện đã giảm hàng chục lần và tiếp tục giảm, điều này cho thấy triển vọng lớn cho việc sử dụng chúng.

TRONG cái nhìn cổ điển Một nguồn điện như vậy sẽ gồm các bộ phận: trực tiếp, ắc quy năng lượng mặt trời (máy phát điện một chiều), ắc quy có thiết bị điều khiển sạc và bộ biến tần chuyển đổi điện năng. D.C. thành biến.

Các tấm pin mặt trời bao gồm một bộ pin mặt trời (bộ chuyển đổi quang điện), trực tiếp chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện.

Hầu hết pin mặt trời đều được làm từ silicon, khá đắt tiền. Thực tế này sẽ quyết định chi phí năng lượng điện cao thu được khi sử dụng các tấm pin mặt trời.

Có hai loại bộ chuyển đổi quang điện phổ biến: loại được làm từ silicon đơn tinh thể và đa tinh thể. Họ khác nhau về công nghệ sản xuất. Cái trước có hiệu suất lên tới 17,5% và cái sau - 15%.

Thông số kỹ thuật quan trọng nhất của pin năng lượng mặt trời, có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của toàn bộ quá trình lắp đặt, là thông số của nó. sức mạnh hữu ích. Nó được xác định bởi điện áp và dòng điện đầu ra. Các thông số này phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời chiếu vào pin.

E.m.f. (Sức điện động) của từng pin mặt trời không phụ thuộc vào diện tích của chúng và giảm khi pin bị mặt trời làm nóng, khoảng 0,4% trên 1 g. C. Dòng điện đầu ra phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời và kích thước của pin mặt trời. Ánh sáng mặt trời càng sáng thì dòng điện được tạo ra bởi pin mặt trời càng nhiều. Hiện tại đang sạc và công suất phát khi trời nhiều mây giảm mạnh. Điều này xảy ra bằng cách giảm dòng điện do pin cung cấp.

Nếu một pin được chiếu sáng bởi mặt trời được nối với bất kỳ tải nào có điện trở Rн thì điện I, giá trị được xác định bởi chất lượng của bộ chuyển đổi quang điện, cường độ chiếu sáng và khả năng chịu tải. Công suất Pн được giải phóng trong tải được xác định bằng tích Pн = InUn, trong đó Un là điện áp tại các cực của pin.

Công suất lớn nhất được giải phóng trong tải ở một điện trở Ropt tối ưu nhất định, tương ứng với hiệu suất chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện cao nhất. Mỗi bộ chuyển đổi có giá trị Ropt riêng, phụ thuộc vào chất lượng, kích thước của bề mặt làm việc và mức độ chiếu sáng.

Pin năng lượng mặt trời bao gồm các pin mặt trời riêng lẻ được kết nối nối tiếp và song song để tăng các thông số đầu ra (dòng điện, điện áp và công suất). Tại kết nối nối tiếp các phần tử, điện áp đầu ra tăng và song song, dòng điện đầu ra tăng. Để tăng cả dòng điện và điện áp, hai phương pháp kết nối này được kết hợp. Ngoài ra, với phương thức kết nối này, sự cố của một trong các pin mặt trời không dẫn đến sự cố của toàn bộ chuỗi, tức là. làm tăng độ tin cậy của toàn bộ pin.

Như vậy, Pin mặt trời bao gồm các tấm pin mặt trời được mắc nối tiếp song song. Giá trị của dòng điện tối đa có thể được cung cấp bởi pin tỷ lệ thuận với số lượng dây được kết nối song song và emf. - Pin mặt trời nối tiếp. Vì vậy, bằng cách kết hợp các loại kết nối, một cục pin có các thông số cần thiết sẽ được lắp ráp.

Các tế bào năng lượng mặt trời của pin được nối dòng bằng điốt. Thông thường có 4 cái - một cái cho mỗi ¼ pin. Điốt bảo vệ các bộ phận của pin khỏi bị hỏng vì lý do nào đó mà bị tối đi, tức là nếu tại một thời điểm nào đó ánh sáng không chiếu vào chúng. Pin tạm thời tạo ra ít hơn 25% Công suất ra hơn so với chiếu sáng mặt trời thông thường trên toàn bộ bề mặt của pin.

Trong trường hợp không có điốt, các pin mặt trời này sẽ quá nóng và hỏng, vì trong khi tối, chúng trở thành vật tiêu thụ hiện tại (pin được xả qua pin mặt trời) và khi sử dụng điốt, chúng sẽ bị tắt và không có dòng điện chạy qua chúng. Điốt phải có điện trở thấp để giảm hiện tượng sụt áp trên chúng. Vì những mục đích này trong Gần đâyĐiốt Schottky được sử dụng.

Năng lượng điện thu được sẽ được lưu trữ trong pin và sau đó được chuyển sang tải. - nguồn dòng điện hóa học. Pin được sạc khi điện thế đặt vào pin lớn hơn điện áp của pin.

Số lượng pin mặt trời mắc nối tiếp và song song phải sao cho điện áp hoạt động cung cấp cho pin, có tính đến độ sụt điện áp trong mạch sạc, vượt quá điện áp pin một chút và dòng điện tải của pin cung cấp đủ lượng cần thiết của dòng điện sạc.

Ví dụ, để sạc pin chì 12 V, bạn cần có pin năng lượng mặt trời gồm 36 cell.

Trong điều kiện ánh nắng yếu, mức sạc pin giảm và pin truyền năng lượng điện đến bộ thu điện, tức là. Pin sạc liên tục hoạt động ở chế độ xả và sạc lại.

Quá trình này được kiểm soát. Sạc theo chu kỳ yêu cầu điện áp không đổi hoặc dòng sạc không đổi.

Khi có ánh sáng tốt, pin sẽ nhanh chóng được sạc đến 90% công suất định mức, sau đó ở tốc độ sạc chậm hơn để đạt hết công suất. Việc chuyển sang tốc độ sạc thấp hơn được thực hiện bởi bộ điều khiển bộ sạc.

Hiệu quả nhất là sử dụng pin đặc biệt (pin sử dụng axit sulfuric làm chất điện phân) và pin chì, được sản xuất bằng công nghệ AGM. Những pin này không cần thiết điều kiện đặc biệt cài đặt và không cần bảo trì. Tuổi thọ được chứng nhận của loại pin này là 10 - 12 năm với độ sâu xả không quá 20%. Không bao giờ được xả pin dưới giá trị này, nếu không tuổi thọ của pin sẽ giảm đáng kể!

Pin được kết nối với bảng điều khiển năng lượng mặt trời thông qua bộ điều khiển kiểm soát mức sạc của nó. Khi pin được sạc hết công suất, một điện trở được kết nối với tấm pin mặt trời, giúp hấp thụ năng lượng dư thừa.

Để chuyển đổi điện áp DC từ pin thành điện xoay chiều, có thể được sử dụng để cấp nguồn cho hầu hết các máy thu điện cùng với pin mặt trời có thể được sử dụng thiết bị đặc biệt - .

Không cần sử dụng biến tần, pin năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để cấp nguồn cho các máy thu điện hoạt động ở điện áp không đổi, bao gồm cả điện áp. nhiều thiết bị cầm tay, nguồn ánh sáng tiết kiệm năng lượng, ví dụ, các loại đèn LED tương tự.